Какой заряд получит алюминиевый шарик диаметром 2 см, если он потеряет все свои электроны проводимости, при условии, что на каждый атом алюминия приходится один электрон проводимости?

Физика 8 класс Электрический заряд и его свойства заряд алюминиевого шарика потеря электрона алюминий заряд физика 8 класс электроны проводимости Новый

Для того чтобы определить заряд, который получит алюминиевый шарик, если он потеряет все свои электроны проводимости, нам нужно выполнить несколько шагов.

1. Определить количество атомов в алюминиевом шарике.

Для начала нам нужно знать объем алюминиевого шарика. Для этого используем формулу объема шара:

V = (4/3) * π * r³,

где r - радиус шара. Радиус равен половине диаметра, то есть 2 см / 2 = 1 см = 0.01 м.

Теперь подставим значение радиуса в формулу:

V = (4/3) * π * (0.01 м)³ ≈ 4.19 * 10^(-6) м³.

2. Определить массу алюминия в шарике.

Теперь нам нужно узнать массу алюминия. Плотность алюминия составляет примерно 2700 кг/м³. Используем формулу:

m = ρ * V,

где ρ - плотность, V - объем. Подставим значения:

m = 2700 кг/м³ * 4.19 * 10^(-6) м³ ≈ 0.0113 кг.

3. Определить количество атомов в алюминии.

Теперь, зная массу алюминия, мы можем определить количество атомов. Молярная масса алюминия составляет около 27 г/моль, что соответствует 0.027 кг/моль. Используем формулу:

N = (m / M) * Na,

где N - количество атомов, m - масса, M - молярная масса, Na - число Авогадро (примерно 6.022 * 10^23 атомов/моль).

Подставляем значения:

N = (0.0113 кг / 0.027 кг/моль) * (6.022 * 10^23 атомов/моль) ≈ 2.51 * 10^{21} атомов.

4. Определить заряд, который получит шарик.

Каждый атом алюминия теряет один электрон, а заряд электрона составляет примерно -1.6 * 10^(-19) Кл. Поскольку шарик теряет все свои электроны, общий заряд можно определить по формуле:

Q = N * e,

где Q - заряд, N - количество электронов, e - заряд одного электрона.

Подставляем значения:

Q = (2.51 * 10^{21}) * (-1.6 * 10^(-19) Кл) ≈ -4.016 * 10^2 Кл.

Так как шарик теряет электроны, он будет иметь положительный заряд. Поэтому заряд алюминиевого шарика, потерявшего все свои электроны проводимости, составит примерно +401.6 Кл.